Аппаратура и методика магниторазведочных работ 2008 2 18 2018 Полевая

Аппаратура и методика магниторазведочных работ 2008 2/18/2018 Полевая геофизика 1

Содержание 1. 2. 3. 4. 5. 2/18/2018 Классификация способов измерения геомагнитного поля Абсолютные измерения элементов магнитного поля Относительные измерения элементов магнитного поля Аэромагнитометры Методика магнитных съемок Полевая геофизика 2

Классификация способов измерения геомагнитного поля Абсолютные Относительные T, Z, D, H T, Z Стационарные Магниторазведочные Магнитные В любом месте обсерватории Магнитные теодолиты, Магнитометры вариационные станции 2/18/2018 Полевая геофизика 3

Относительные магнитометры • Феррозондовые • Оптико-механические Фиксируется показание прибора пропорциональное полю T=C*n где С – цена деления, n - отсчет Необходимо эталонирование 2/18/2018 Полевая геофизика 4

Абсолютные магнитометры • Протонные • Квантовые • Измеряется косвенный параметр, входящий в закон изменения магнитного поля • Нет необходимости эталонирования 2/18/2018 Полевая геофизика 5

Классификация магнитометров по месту измерений • • • 2/18/2018 Наземные Аэромагнитометры Автомобильные Морские Донные Скважинные Полевая геофизика 6

Квантовые магнитометры • Основаны на эффекте Зеемана: Уровни энергий атомов, обладающих магнитным моментом, в М. П. (Т) расщепляются на несколько подуровней Е 1, Е 2, …ЕN. Переход квантов с уровня на уровень сопровождается выделением энергии: E=h* *T, где h – постоянная Планка, - магнитный момент атома Измеряется частота перехода квантов меду уровнями: = Е/h или = *T 2/18/2018 Полевая геофизика 7

Квантовые магнитометры Оптическая накачка F поляризованного света равна F перехода между основным (А) и возбужденным (В) состоянием 2/18/2018 Полевая геофизика 8

Квантовые магнитометры MAX чувствительность – 0. 001 н. Тл Использование эффекта ядерномагнитного резонанса Направление движения фотонов 2/18/2018 Полевая геофизика 9

Протонные магнитометры • Используется принцип свободной прецессии ядер атомов водорода в М. П. • Протоны, имея собственный спин и магнитный момент, прецессируют (вращаются) в вокруг вектора М. П. с частотой, определяемой соотношением Лармора: f = (γ/2π)T где f - частота прецессии протона, γ - гиромагнитное отношение ядра, T - полный вектор напряженности М. П. 2/18/2018 Полевая геофизика 10

Протонные магнитометры MAX чувствительность – 0. 1 н. Тл Генератор f Усилитель f~T 2 сек Т Чувствительный элемент – жидкость богатая протонами (Н 2 О, спирт) 2/18/2018 Полевая геофизика 11

Сравнение квантовых и протонных магнитометров Тип Достоинства Недостатки Протонные Не боятся тряски и вибраций. Цикличность измерений, из-за Измерения не зависят от значительного времени изменения внешних преобразования. условий (температура, Нестабильность и пропадание влажность, давление). сигнала при больших Нет необходимости в точной градиентах магнитного поля ориентации датчика. Квантовые 2/18/2018 Возможность непрерывных измерений. Высокая разрешающая способность. Ориентационная и азимутальная погрешность. Температурный дрейф. Смещение нуль-пункта. Чувствительность к механическим воздействиям (удары, вибрация). Полевая геофизика 12

Феррозонд • Электрическая катушка с сердечником обладающим малой коэрцитивной силой и большой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях питаемая переменным электрическим током, которая чувствительна к величине и направлению внешнего М. П. • Магнитная индукция в катушке: В=a*cos (3ωt)+ c*cos (ωt)+d +b*cos (2ωt) М. П. переменного тока Внешнее М. П. • Сигнал удвоенной частоты 2ω усиливается, затем компенсируется полем электрического тока, величина и направление тока компенсации измеряется 2/18/2018 Полевая геофизика 13

Феррозондовые магнитометры MAX чувствительность – 0. 2 н. Тл Компенсаторная обмотка (2000 Гц) магнитомягкий ферромагнетик (пермаллой) Датчики должны быть ориентированы по вектору Т А V Датчики Т~А Т Точность 1 -5 н. Тл 2/18/2018 Полевая геофизика 14

Применение феррозондовых магнитометров • Аэромагнитометры • Каротажные • Наземные Из-за погрешности в ориентировке феррозонда погрешность съемки достигает десятков н. Тл. 2/18/2018 Полевая геофизика 15

Оптико-механические магнитометры • Чувствительная система – магнит • Магнит вращается вокруг оси вертикальной - для измерений приращений Н горизонтальной - для измерения приращений Z • Углы отклонения n определяются с помощью специальной оптической системы • Сняв отсчеты по магнитометру в двух точках n 1 и n 2, можно определить приращение магнитного поля Z=C(n 1 - n 2), где C - цена деления магнитометра. • С определяют путем градуировки с помощью эталонировочных магнитов. • Погрешность в определениях составляет 2 -5 н. Тл. 2/18/2018 Полевая геофизика 16

Методика магнитных съемок Элементы методики: - вид съемок, - масштаб, - направления профилей, - густоты точек наблюдения, - точность измерений, - способ изображения результатов. 2/18/2018 Полевая геофизика 17

Виды наземных магнитных съемок Картировочнопоисковые Поисковоразведочные 1: 50000, 1: 25000, 1: 10000, 1: 5000, 1 : 2000, 1: 10000 Разведочные (или детальные) от 1 : 2000 и крупнее Крупномасшт. геологическое картирование Тект. нарушения, Детальное оценка размеров, геологическое формы и картирование положения тел ПР 200 до 500 м ПР 50 - 200 м ПР 10 до 100 м ПК 50 м ПК 10 до 50 м ПК 5 до 20 м 2/18/2018 Полевая геофизика 18

Гидромагнитная съемка • Ведется в океанах, морях и на озерах • Используются как на специальные, так и на суда любого назначения • Датчик поля буксируется за судном на кабеле длиной свыше 100 м в специальной немагнитной гондоле • Профили (галсы) привязываются по штурманским картам • Съемки бывают профильными, реже площадными 2/18/2018 Полевая геофизика 19

Аэромагнитная съемка • Проводится по системе профилей при непрерывной записи • Направления профилей вкрест предполагаемого простирания структур или тектонических нарушений • Учет вариаций и сползания нуль-пункта прибора - залет на опорный маршрут длиной до 10 км • Оценка погрешности измерений и увязка маршрутов - связующие профили, перпендикулярные рабочим маршрутам • Точность съемки хорошая, если погрешность не превышает 20% от амплитуд выявленных аномалий • Привязка маршрутов – аэрофотосъемка или радиогеодезическая 2/18/2018 Полевая геофизика 20

Экономические показатели аэромагниторазведки Скорость изучения Стоимость 2/18/2018 10 -15 тыс. пог. км в месяц 7. 5 -10. 0 $ за 1 пог. км Полевая геофизика 21

Характеристика аэромагнитных съемок Объекты Масштаб Земная кора 1: 1000000 1: 500000 Глубинное 1: 200000 строение 1: 100000 Детальное 1: 50000 строение 1: 10000 Расстояние Высота между ПР полета 5 -25 км 700 -1000 м 1 -2 км 200 -250 м 0, 1 -0, 5 км 50 -75 м Скорость полета – 100 -200 км/час Измерительный прибор в гондоле на тросе 2/18/2018 Полевая геофизика 22

Задачи геологического картирования • Выявление простирания и границ крупных структурных элементов (прогибов, валов, впадин) • Выявление и трассировка крупных тектонических нарушений в кристаллическом фундаменте Съемка на нефть и газ • Прогнозирование ловушек углеводородов на суше и шельфе (локальных структур, зон выклинивания, рифогенных построек и др. ); • Выявление аномалий типа “залежь”с глубинной привязкой 2/18/2018 Полевая геофизика 23

Карты профилей аэромагнитной съемки масштаба 1: 50 000, юго-восточный борт Русской плиты Картирование осадочных отложений 2/18/2018 Полевая геофизика 24

Аэромагниторазведка Карта графиков остаточных аномалий магнитного поля, н. Тл. Картирование палеорусла 2/18/2018 Полевая геофизика 25

Поиски структур III порядка Карты изодинам А. Структурный план по кровле турнейских известняков Б. Карта магнитного поля, изолинии Т ост. Тимано. Печорская провинция Переборское месторождение нефти 2/18/2018 Полевая геофизика 26

Месторождения нефти ВНК А. Джьерское Б. Ярейюское 2/18/2018 Полевая геофизика 27